河流簡介
桑園河中游的賓川壩,土地肥沃,日照期長,物產豐富,素以“天然溫室”、“熱區寶地”著稱。然而,由於地理位置特殊,冷湖效應和冷空氣影響程度較重,氣候炎熱,生態失調,十年九旱,水資源天然配置不合理。為解決賓川的缺水乾旱問題,流域內先後建有花橋、海稍、大銀甸三座中型水庫。1994年3月引洱入賓工程通水,設計年引水量5000萬m3,可灌溉賓川壩區耕地3867hm2。
流域屬中亞熱帶冬乾夏濕低緯高原季風氣候區。加之流域地處西南暖濕氣流背風坡谷底,地形閉塞,西南、東南暖濕氣流到達此地已成強努之末,氣流沿山坡下滑產生焚風效應,水汽量減小,只有在較強的降水天氣系統影響時才會產生較大降水,使境內降雨量較同緯度其它地區稀少。並具時空、地區、季節分配不均和年際變化大的特點,多年平均降水量為611.9mm,為全省降水量最少的縣份之一。
徑流的變化特徵
大惠莊水文站以上的集水面積占桑園河賓川境內總面積的94.7%,是桑園河的主要徑流區。由於降水是桑園河徑流的主要補給源,河流來水量隨著降水量的變化而變化,桑園河流域降水主要集中在汛期,5~10月降水量占全年降水量的94.1%,其中6~9月降水集中,占全年降水的62.4%,徑流過程與雨量過程基本對應,大惠莊水文站多年平均徑流量為1.151億m3,徑流模數1.425L/(s.km2)。
1.1 徑流的年內分配特徵
大惠莊水文站徑流較集中,8~10月徑流量占全年徑流的55.7%。連續最大4月徑流量占年徑流量的66.7%,出現在7~10月。連續最小4月的徑流量僅占全年徑流的6.4%。多年平均最大月徑流量0.2909億m3,最小月徑流量0.0103億m3,汛期與非汛期徑流總量的比值為7.5,大於同樣補給來源的落漏河(5.9)。充分說明桑園河徑流年內分配極為不均,最大月徑流量是最小月徑流量的28倍。
1.2徑流的多年變化特徵
大惠莊水文站最大年徑流量為4.453億m3,最小年徑流量為0.0016億m3,極值比為2824倍。變差係數Cv是水文統計中的一個重要參數,用來說明水文變數長期變化的穩定程度。Cv值大則說明變數變化劇烈,小則平緩穩定。桑園河徑流年際變化較大,Cv值計算結果為0.76,徑流的年際變化極不穩定,對合理開發水資源極為不利。造成徑流年際變化如此劇烈的主要原因是上游有蓄水工程、調水工程、電站建設等諸多人類活動影響。
模比係數差積曲線是反映年徑流豐、平、枯變化規律,差積曲線上升段為豐水期,下降段為枯水期,水平段為平水期,由圖可知,桑園河1979~1989、1991~1993年為枯水期,1989~1991年、1998~2002年為豐水期,1993~1998年為平水期。呈現出連豐、連枯的變化規律。一次連枯持續時間長達11年,連豐持續時間達4年,平水年持續時間達5年,2004年後有進入下一個枯水期的趨勢。
人類活動的影響
由於大惠莊水文站位於桑園河的中下游,其上游有海稍、大銀甸、花橋三件中型水庫、宜民海等9件小(一)型水庫,小(二)型水庫及壩塘107座,大小水庫星羅棋布;其次還有引洱入賓跨流域調水工程;大小電站6個,裝機容量為1.34萬kw。
2.1蓄水工程
流域涉及賓川縣的喬甸鎮、賓居鎮、州城鎮、大營鎮、雞足山鎮、力角鎮和國營彩風華僑農場、國營太和華僑農場、國營賓居華僑農場三個農場。僅海稍、大銀甸、花橋三個中型水庫的流域面積為1149.4km2,占大惠莊水文站面積73.4 %。對次洪水而言,減少一定洪量。在中小洪水時,作用比較明顯。在防洪標準內大洪水發生時,中型水庫仍可起攔洪、滯洪的作用,總的趨勢是通過水庫調度,達到減少下游洪峰的目的;但當超標準洪水發生時,水庫為了保壩安全,往往敞泄,很可能產生人造洪峰,使下游形成比天然情況更大的洪水;小型水庫與塘壩,其防洪標準較低,除在一定量級洪水下能起削峰作用外,往往會為了水庫自身安全而敞泄,也會加大下游洪水。總之,由於大小水庫群攔截上游來水,使下游水量減少,同時也改變了徑流的時空分布,現用三個中型水庫的建庫前後降水量相近年份進行對比分析。1963年海稍水庫竣工,對海稍水庫建設前後對比分析,1962年大惠莊站降水量為647.8mm,年徑流量為1.564億m3,1965年降水量為661.4mm,徑流量為0.927億m3,由此可知,徑流量減少40.7%。1972年花橋水庫竣工,1965年降水量為661.4mm,徑流量0.927億m3,1983年降水量為659.8mm,徑流量為0.801億m3,建庫徑流量減少13.3%。1986年大銀甸水庫竣工,1979年降水量為541.3mm,徑流量為0.924億m3,1992年降水量為532mm,徑流量為0.387億m3,徑流減少58.1%。由此可知,僅上游三座中型及小(一)型水庫的攔蓄,下游水量已減少37.4%。
2.2調水工程
1994年引洱入賓工程通水後,大惠莊站年徑流量有增加的趨勢。通過對引洱入賓工程實施前後系列多年平均實測徑流對比分析,大惠莊水文站實測降水、徑流均有增加的趨勢。
由表可知,引洱入賓工程通水後大惠莊水文站的徑流量比1994年以前明顯增加,增加幅度占1994年以前平均徑流的176%。徑流量增加的原因,除降水量有所增加外,主要是跨流域調水工程受水所致。工程多年平均供水量為0.6465億m3,大惠莊徑流增加值卻為1.116億m3,遠遠大於受水區水量,由此可知,引洱入賓工程通水後,大惠莊水文站徑流係數有所增加。
⑴從大惠莊水文站多年平均降水量變化分析可知,1994~2006年降水雖有增加的趨勢,但其增加的幅度明顯比徑流量增加幅度小。大惠莊站1979年~1993年平均降水量570.7mm,1994年~2006年平均降水量為636.1mm,降水量增加了65mm,增加幅度達11.4%。因此為了分析1994年以後徑流量增加的原因,需對流域降水徑流趨勢做進一步分析。
⑵選擇人類活動影響前後降水量相似年份進行對比分析,在降水相差不大的情況下,徑流量是否有明顯的變化,大惠莊水文站在1994前的1962年~1968年多年平均降水量649.5mm, 與1994~2006年降水量636.1mm基本相同,前者平均徑流量為1.725億m3,徑流係數為0.17,後者平均徑流量為1.756億m3,徑流係數為0.18,由此可知,引洱入賓工程通水後,大惠莊水文站的徑流係數具有增加的趨勢。
2.3電站建設
桑園河流域已建電站6個,裝機容量為1.34萬kw,雖然大惠莊水文站實測的徑流已包含電站尾水及經水庫調蓄和工農業用水後的回歸水,在主要行洪河道上興建電站蓄水,上游發生壅水現象,下遊河道發生沖刷,一方面使河道內水面線發生改變,一方面緩慢地改變河道的形狀,對水文規律產生影響。
3結論
⑴桑園河流域徑流年內分配不均,8~10月徑流量占全年徑流的55.7%。連續最大4個月徑流量占年徑流量的66.7%,最大月徑流量是最小月徑流量的28倍。
⑵徑流的年際變化不穩定,最大年徑流量為4.453億m3,最小年徑流量為0.0016億m3,極值比為2824倍;變差係數Cv值為0.76,水資源不穩定的年際變化對合理開發水資源不利;桑園河的年際變化呈現出連豐、連枯的變化特徵,一次連枯持續時間長達11年,連豐時間4年,2004年後有進入下一個枯水期的趨勢。
⑶上游的大小水庫群攔蓄37.4%的上游來水,在降水量小的年份,除滿足上游水庫蓄水外,經常出現無水可用的現狀。降水量較大的年份,除滿足水庫蓄水外,以電站用水、農灌回歸水的形式下泄至下遊河道,改變了徑流的時空分布。
⑷引洱入賓工程通水後,桑園河徑流比多年平均值偏大34.2%,主要原因除降水量有所增加外,徑流係數也有增加的趨勢,對解決賓川水資源問題具有重要意義。